一种并联驱动三自由度运动平台

1.本发明涉及工业执行机构技术领域，具体是指一种并联驱动三自由度运动平台。


背景技术：

2.三自由度运动平台能在空间三个自由度上做任一自由度的单自由度运动，也能做任意几个自由度的复合运动。由于采用全数字控制的伺服系统及伺服电动缸作为平台运动部分的执行机构，因此，三自由度仿真平台的运动轨迹及速度平滑连续，既可实现高频响的快速运动，也可实现低速下的平稳运动，可以模拟出各种空间运动姿态。
3.三自由度运动平台由于需要实现多个方向的移动，因此需要多组驱动轮组及电机等，占用空间较大，执行端整体结构复杂繁琐，存在改进空间。


技术实现要素：

4.本发明要解决上述的，现有技术执行端整体结构复杂繁琐的技术问题，提供一种并联驱动三自由度运动平台。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种并联驱动三自由度运动平台，包括壳体和轨道，所述壳体与轨道之间设有驱动组件；所述壳体内设有联动组件，所述联动组件包括壳体内部中端设有的隔板，所述隔板上转动设有花键轴，所述壳体内且高于隔板设有垂直传动结构，所述壳体内且低于隔板设有旋转传动结构。
6.本发明与现有技术相比的优点在于：通过花键轴、花键螺母、滚珠螺母的配合，使得执行端既能单独执行上下方向上的运动和水平旋转运动，又能同时运行两个方向上的运动，且减少驱动机构，从而减少驱动机构的占用空间，结构简化，方便实用。
7.作为改进，所述驱动组件包括轨道上面设有的驱动电机，所述驱动电机输出端设有轮组一，所述轨道正面且低于轮组一设有导向轮；所述壳体靠近导向轮的一侧设有轮组二；所述轮组二、导向轮、轮组一之间卷绕设有钢丝绳。
8.作为改进，所述壳体背面设有限位滑块，所述轨道正面设有能够与限位滑块滑动连接的限位滑槽。
9.作为改进，所述花键轴的上下端均延伸出壳体。
10.作为改进，所述垂直传动结构包括花键轴螺纹连接的花键螺母，所述花键螺母外侧设有电机轴，所述电机轴外侧设有转子，转子外侧设有定子，所述定子外侧设有电机壳；所述电机轴端部设有能够对花键螺母限位的挡肩。
11.作为改进，所述旋转传动组件包括与花键轴螺纹连接的滚珠螺母，所述滚珠螺母下面且位于花键轴外侧设有从动齿轮；所述滚珠螺母外侧设有轴承座，所述轴承座与壳体之间设有限位支撑杆；所述隔板下面设有旋转电机，所述旋转电机输出端设有轴，轴的端部设有能够与从动齿轮啮合的主动齿轮。
12.作为改进，所述电机壳两侧与壳体之间均设有连接杆。
附图说明
13.图1是本发明的结构示意图。
14.图2是本发明壳体与轨道侧视图。
15.图3是本发明图1中a处放大图。
16.如图所示：1、壳体，2、轨道，3、驱动电机，4、轮组一，5、导向轮，6、轮组二，7、钢丝绳，8、限位滑块，9、限位滑槽，10、隔板，11、花键轴，12、花键螺母，13、电机轴，14、转子，15、定子，16、电机壳，17、挡肩，18、滚珠螺母，19、从动齿轮，20、轴承座，21、限位支撑杆，22、旋转电机，23、主动齿轮，24、连接杆。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
18.实施例一，结合附图1、2，一种并联驱动三自由度运动平台，包括壳体1和轨道2，壳体1与轨道2之间设有驱动组件；驱动组件包括轨道2上面设有的驱动电机3，驱动电机3输出端设有轮组一4，轨道2正面且低于轮组一4设有导向轮5；壳体1靠近导向轮5的一侧设有轮组二6；轮组二6、导向轮5、轮组一4之间卷绕设有钢丝绳7，通过轮组一4、导向轮5、轮组二6能够带动壳体1移动，完成水平方向上的运动；壳体1背面设有限位滑块8，轨道2正面设有能够与限位滑块8滑动连接的限位滑槽9，限位滑块8和限位滑槽9的配合能够使得壳体1移动顺畅。
19.实施例二，结合附图1、3，壳体1内设有联动组件，联动组件包括壳体1内部中端设有的隔板10，隔板10上转动设有花键轴11，花键轴11的上下端均延伸出壳体1，上端便于安装运动平台，下端延伸出壳体能够为整体的上下移动留出空间，壳体1内且高于隔板10设有垂直传动结构，垂直传动结构包括花键轴11螺纹连接的花键螺母12，花键轴11能够在花键螺母12外侧同时上下移动和旋转，花键螺母12外侧设有电机轴13，电机轴13外侧设有转子14，转子14外侧设有定子15，定子15外侧设有电机壳16，电机壳16两侧与壳体1之间均设有连接杆24，便于固定电机壳16；电机轴13端部设有能够对花键螺母12限位的挡肩17，能够将花键螺母12限制在电机轴13内部。
20.实施例三，结合附图1，壳体1内且低于隔板10设有旋转传动结构，旋转传动组件包括与花键轴11螺纹连接的滚珠螺母18，滚珠螺母18下面且位于花键轴11外侧设有从动齿轮19；滚珠螺母18外侧设有轴承座20，能够对滚珠螺母18起支撑作用，且不影响其转动，轴承座20与壳体1之间设有限位支撑杆21，能够支撑轴承座20；隔板10下面设有旋转电机22，旋转电机22输出端设有轴，轴的端部设有能够与从动齿轮19啮合的主动齿轮23。
21.本发明的工作原理：壳体1上面设有运动平台，当运动平台需要进行垂直方向上的运动时，单独启动旋转电机22，使其通过主动齿轮23带动从动齿轮19转动，从而使得滚珠螺母18产生转动，由于限位支撑杆21和轴承座20的限制，滚珠螺母18仅在原地转动，而不会上下移动，从而使得花键轴11在滚珠螺母18内上下移动而不转动，从而能带动壳体1上面的运动平台进行上下移动；
22.当运动平台需要旋转运动时，则同时启动旋转电机22和电机轴13，使得电机轴13带动内部的花键螺母12转动，在这一过程中，由于花键轴11上设有花键槽，因此花键螺母12转动时能够使得花键轴11转动并上下移动，此时由于旋转电机22带动滚珠螺母16转动，从
而花键轴11上下移动，因此互相抵消，使得花键轴11仅转动，而不产生上下移动；
23.当运动平台需要进行螺旋运动时，即旋转和上下方向上的运动需要同时发生时，单独启动电机轴13，带动花键螺母12转动，从而带动花键轴5转动并上下移动，完成平台的螺旋转动；
24.当运动平台需要进行水平移动时，驱动电机3带动轮组一4转动，从而通过轮子易4、导向轮5、轮组二6带动钢丝绳7移动，从而拉动壳体1，在水平方向上移动。
25.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种并联驱动三自由度运动平台，包括壳体(1)和轨道(2)，其特征在于：所述壳体(1)与轨道(2)之间设有驱动组件；所述壳体(1)内设有联动组件，所述联动组件包括壳体(1)内部中端设有的隔板(10)，所述隔板(10)上转动设有花键轴(11)，所述壳体(1)内且高于隔板(10)设有垂直传动结构，所述壳体(1)内且低于隔板(10)设有旋转传动结构。2.根据权利要求1所述的一种并联驱动三自由度运动平台，其特征在于：所述驱动组件包括轨道(2)上面设有的驱动电机(3)，所述驱动电机(3)输出端设有轮组一(4)，所述轨道(2)正面且低于轮组一(4)设有导向轮(5)；所述壳体(1)靠近导向轮(5)的一侧设有轮组二(6)；所述轮组二(6)、导向轮(5)、轮组一(4)之间卷绕设有钢丝绳(7)。3.根据权利要求1所述的一种并联驱动三自由度运动平台，其特征在于：所述壳体(1)背面设有限位滑块(8)，所述轨道(2)正面设有能够与限位滑块(8)滑动连接的限位滑槽(9)。4.根据权利要求1所述的一种并联驱动三自由度运动平台，其特征在于：所述花键轴(11)的上下端均延伸出壳体(1)。5.根据权利要求1所述的一种并联驱动三自由度运动平台，其特征在于：所述垂直传动结构包括花键轴(11)螺纹连接的花键螺母(12)，所述花键螺母(12)外侧设有电机轴(13)，所述电机轴(13)外侧设有转子(14)，转子(14)外侧设有定子(15)，所述定子(15)外侧设有电机壳(16)；所述电机轴(13)端部设有能够对花键螺母(12)限位的挡肩(17)。6.根据权利要求1所述的一种并联驱动三自由度运动平台，其特征在于：所述旋转传动组件包括与花键轴(11)螺纹连接的滚珠螺母(18)，所述滚珠螺母(18)下面且位于花键轴(11)外侧设有从动齿轮(19)；所述滚珠螺母(18)外侧设有轴承座(20)，所述轴承座(20)与壳体(1)之间设有限位支撑杆(21)；所述隔板(10)下面设有旋转电机(22)，所述旋转电机(22)输出端设有轴，轴的端部设有能够与从动齿轮(19)啮合的主动齿轮(23)。7.根据权利要求5所述的一种并联驱动三自由度运动平台，其特征在于：所述电机壳(16)两侧与壳体(1)之间均设有连接杆(24)。

技术总结
本发明公开了一种并联驱动三自由度运动平台，包括壳体和轨道，壳体与轨道之间设有驱动组件；壳体内设有联动组件，联动组件包括壳体内部中端设有的隔板，隔板上转动设有花键轴，壳体内且高于隔板设有垂直传动结构，壳体内且低于隔板设有旋转传动结构。通过花键轴、花键螺母、滚珠螺母的配合，使得执行端既能单独执行上下方向上的运动和水平旋转运动，又能同时运行两个方向上的运动，且减少驱动机构，从而减少驱动机构的占用空间，结构简化，方便实用。实用。实用。


技术研发人员：陈宁 黄东龙 李盼盼 魏冬 胡必鑫 梁博
受保护的技术使用者：集美大学
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/8/2